Разработан метод "заживления" трещин в металле
Ученые Уфимского университета науки и технологий (УУНиТ) совместно с коллегами из УГНТУ и Института проблем механики имени А.Ю. Ишлинского РАН разработали технологию восстановления металлических деталей, поврежденных трещинами и другими дефектами.
В отличие от традиционной длительной термообработки, новый метод основан на применении коротких мощных импульсов тока, совмещенных с механическим нагружением. Такой подход позволяет снизить локальные механические напряжения и повысить качество структуры материала в зоне повреждения, что способствует смыканию трещин и увеличению срока службы детали.
«Новый подход можно сравнить с «точечной терапией» для металла: если классическая термообработка похожа на длительное нагревание всей детали, то импульсное воздействие действует адресно — только там, где требуется «заживление». Это экономит до нескольких раз больше энергии и сокращает время обработки с часов до минут», — рассказала один из авторов исследования, руководитель молодежной лаборатории «Металлы и сплавы при экстремальных воздействиях» УУНиТ, доктор физико-математических наук Елена Корзникова.
Физический принцип технологии основан на совместном действии коротких импульсов тока высокой плотности и контролируемой механической нагрузки, которые вызывают локальный нагрев и электромиграцию дефектов к зоне трещины, одновременно «поджимая» ее края. В результате снижается концентрация напряжений, дефекты перераспределяются и частично залечивают микротрещины, а структура металла в поврежденной зоне становится более однородной, что повышает долговечность детали без длительной объемной термообработки.
Ученые отмечают, что этот же механизм локального нагрева и перераспределения дефектов может быть использован для повышения пластичности труднодеформируемых сплавов, а также для доводки и улучшения структуры деталей, полученных методами аддитивной печати, где изначально высок уровень внутренних напряжений и пористости. Технологии на основе электроимпульсной обработки в таком случае работают как управляемый инструмент локального структурного «редактирования» материала: за счет подбора формы импульса, плотности тока и схемы нагружения можно адаптировать эффект — от заживления трещин до облегчения пластической деформации и стабилизации структуры в заданных зонах детали.
Подбор режимов импульсного воздействия дает возможность адаптировать подход под разные типы конструкционных материалов в промышленности, транспорте, энергетике и нефтегазовом секторе. Кроме того, технология может быть интегрирована в ремонтные и сервисные процедуры для повышения долговечности оборудования.
Узнавайте первыми главные энергетические новости и актуальную информацию о важных событиях дня в России и мире.
Подписывайтесь на наш Telegram-канал
"ГИС-Профи. Информационное сопровождение предприятий энергетической отрасли"